脳（のう、英: brain、独: Gehirn、羅: cerebrum、希: εγκ?φαλο?, enkephalos）は、動物の頭部にある、神経系の中枢[1]。狭義には脊椎動物のものを指すが、より広義には無脊椎動物の頭部神経節をも含む。脊髄とともに中枢神経系をなし、感情・思考・生命維持その他神経活動の中心的、指導的な役割を担う。

主にグリア細胞と神経細胞からなる器官だが、そのどちらでもない構造も内在する。脳脊髄液の通り道となる空隙（脳室）や、ホルモン物質を分泌する内分泌系である。

発生学においては、誕生前の胚の段階から、大きく前脳・中脳・脳（＝菱脳）の3つに分けられる。ここから更に分化が進み、人間の場合は前脳が終脳と間脳、後脳は延髄・橋・小脳へと分かれる。

俗に大脳と呼ばれるのは終脳だが、解剖学においては間脳も含めた（前脳から発達した部位全てを）大脳と呼ぶ。

自律神経など、無意識に行われる生命維持において重要な部位を脳幹と括ることもある。これは機能に基づく分類であり、前述の発生過程に基づく分類でいうと前脳・中脳・後脳のすべてに跨がっている。
無脊椎動物の脳

無脊椎動物のうち扁形動物門以降の世代の生物は、旧口動物・新口動物ともに集中神経系をもつ、すなわち神経節（＝神経の集まった部分）を（しばしば頭部に）もつ。頭部神経節が他の神経節に比べて顕著に発達している場合、これらはしばしば脳（脳神経節）と呼ばれる（ただしこの呼称は医学分野などからの視点では一般的でない）。特に節足動物（六脚亜門、甲殻亜門、鋏角亜門など）、軟体動物門頭足綱などにおいては顕著に発達し、機能的にも脊椎動物の脳と遜色ない程度に分化している。その一方、これら無脊椎動物の神経節はもともと脊椎動物の脳との機能的・形態的な類似から「脳」と呼ばれてはいるものの、系統発生的には脊椎動物の脳と直接の関連はないことに注意が必要である。ただし原索動物を除く。
扁形動物

プラナリアを典型例とする扁形動物はかご状神経系をもち、最前部に卓越した神経節としての脳を有する。プラナリア脳の研究により発見されたFGF受容体様蛋白質であるnou-darakeは、頭部以外での脳分化を抑制する機能をもつ。
昆虫

昆虫の脳は、大きく視葉 (optic lobe) と中央脳 (central brain) の2つに分かれる。視葉は複眼の直下にある構造であり、専ら視覚情報を処理する。中央脳はさらに前大脳 (protocerebrum)、中大脳 (deutocerebrum)、後大脳 (tritocerebrum) の3つの部分に分かれる。これらはそれぞれはしご状神経系の単独の神経節に由来する領域である。前大脳はキノコ体、中心複合体 (central complex) など、感覚情報の高次処理に携わると考えられている領域（ニューロパイル）も含む。キノコ体は多くの昆虫で嗅覚情報処理を担っているが、ミツバチなどでは視覚系の神経経路も入射することが知られている。中大脳は触角の嗅覚受容細胞で受容した嗅覚情報を一次的に処理する触角葉と、触角からの機械感覚を処理する領域を含む。後大脳は食道下神経節を含む領域であり、一部の昆虫では味覚情報が入射することなどが知られている。中大脳と後大脳の間には食道孔が存在し、食道が両者の間を貫いている。昆虫の中枢神経系には、脳のほか胸腹部神経節と両者を繋ぐ神経束が含まれる。

頭足類

頭足類の脳は食道上塊 (supraesophageal mass) と食道下塊 (subesophageal mass) の2つに分けられ、両者の間には食道が存在する。巨大な視葉はoptic stalkと呼ばれる細い神経束でのみ脳本体に接続しており、脳の一部とみなされないこともあるが、視覚情報処理の多くが視葉でなされているので機能的には脳の一部といえる。
原索動物

脊索動物のうち、脊椎動物と同様の管状神経系をもつ原索動物（頭索動物・尾索動物の総称）では、神経管から分化する神経索が存在する。神経索は中枢神経系に含まれ、感覚細胞は最前部に集中し、脳室と呼ばれるものが存在（ナメクジウオなど）するが、明確な「脳」構造は原索動物ではあまりみられない（ホヤの幼生（遊泳性）の場合など、場合によって脳と呼ばれることもある）。
脊椎動物の脳

ヒト科の動物種（絶滅種も含む）の脳容積種類分類脳容積（ml）
オランウータンヒト科411[2]
ゴリラヒト亜科約500[3]
チンパンジーヒト族394[2]
アウストラロピテクス・アフリカヌスヒト亜族441[2]
ホモ・ハビリスヒト属640[2]
ホモ・エルガスターヒト属700-1100[3]
ホモ・エレクトスヒト属1040[2]
ホモ・ハイデルベルゲンシスヒト属1100-1400[3]
ホモ・ネアンデルターレンシスヒト属1450[2]
ホモ・サピエンス・サピエンスヒト属1350[2]

脊椎動物の系統樹上の比較では、脳全体において大脳の占める割合が新しい世代の生物ほど大きいという大まかな傾向がある。特にヒトの脳は大脳が大きく、しかも大脳皮質が大小の溝（脳溝）によって非常に広い面積をもっている。脳溝と、それに挟まれた脳回の区別がある大脳（有回脳）は、哺乳類の中でも霊長目などのごく一部しかもっていない。このことは、極めてしばしば新しい世代の生物ほど複雑な活動を見せることと結びつけて、大脳皮質が思考の中枢だからと説明される。

哺乳類のうち、霊長目の進化の過程で脳容積が拡大してきた[4]。

ラットの脳

ネコの脳

ヒトの脳

ヒトの脳について詳細は「ヒトの脳」を参照
発生脳のニューロン細胞

複雑な姿をしているヒトの脳も、脊椎動物の進化の初期段階では、脳は単に神経細胞が集まったこぶのようなものに過ぎなかった。進化の過程でこのこぶが大脳、間脳、中脳、小脳、延髄、脊髄から構成される複雑な構造を成していき、個体の維持にとどまらず高度な精神活動をつかさどるにいたった[5]。脊髄や延髄、中脳、橋では中心管は神経管内に余り発達せずに原型をとどめたままであるが、先端部の終脳では、発生の間に中心管は複雑に拡大して広い脳室を形作り、また皮質も複雑に隆起や回転運動を起こしながら変形して、各脳葉が形成される。

初期の脳の形成は、中心管の前方が膨らんで形成される、前・中・後脳胞の3脳胞から出発する。このうち先端部の前脳胞は更に前方から「終脳胞」と「間脳胞」とに分かれ、このうち終脳胞が以下のような、顕著な変化を遂げる。
1.上方への隆起
中心部を除く神経管の左右の天井が上方へ隆起することにより、左右の頭頂葉が作られる。この隆起運動の結果、本来の中心管天井部は、左右の半球の奥深くに隠れてしまう（後に脳梁が左右に走行）。